Raccordements sur bornes et cosses : couple de serrage et fiabilité thermique

Raccordements sur bornes et cosses : couple de serrage et fiabilité thermique

Un tableau peut présenter des calculs de barres, une coordination des protections et un bilan thermique irréprochables, et une seule borne desserrée annule toute la conception. Une faible hausse de résistance de contact produit une perte proportionnelle au carré du courant, et la température qui en résulte accélère le fluage du matériau du raccord, amorçant un cycle de dégradation auto-entretenu. Cet article traite des types de bornes, de l’application correcte du couple de serrage, des risques propres aux raccordements en aluminium et de la manière d’enregistrer et de surveiller la qualité des raccordements.

Pourquoi les points de raccordement sont-ils une source de défauts ?

Dans un raccord boulonné ou vissé, le courant ne passe pas par toute la surface apparente des conducteurs mais par des îlots de contact microscopiques. Le nombre et la surface de ces îlots dépendent de l’effort de contact appliqué, et la résistance de contact augmente rapidement dès que cet effort diminue. Une résistance plus élevée engendre une perte multipliée par le carré du courant ; la température qui en découle accélère le fluage du métal et la perte de pression du ressort, ce qui accroît encore la résistance. Le fait que la majorité des points chauds relevés en thermographie se situent sur des bornes et des cosses est la conséquence naturelle de ce cycle.

Bornes à vis, bornes à ressort et raccordements par cosse

Les bornes à vis offrent une large plage de sections et un effort de contact élevé, mais exigent le couple correct et un contrôle périodique. Les bornes à ressort maintiennent l’effort de contact en continu par un ressort, ce qui constitue un avantage net en ambiance vibrante et partout où le resserrage est impraticable ; leur plage de sections est plus restreinte. Sur les conducteurs de puissance de forte section, la cosse est la solution standard : elle doit être sertie avec la matrice et l’outil adaptés, le type de cosse et la section étant correctement appariés. Lorsque des conducteurs souples sont introduits directement dans une borne à vis, l’usage d’un embout et le respect de l’intégrité des brins sont essentiels, car un brin coupé réduit définitivement la capacité de transport.

Comment appliquer le couple de serrage ?

La valeur de couple dépend de la section du conducteur, du type de borne et du constructeur : la seule source correcte est donc la documentation de l’appareil. L’application doit se faire avec une clé dynamométrique étalonnée et non au ressenti du tournevis ; obtenir un couple homogène sur un groupe de bornes importe même davantage que d’atteindre une valeur unique exacte. De nombreux constructeurs exigent un serrage unique sans resserrage ultérieur, car le resserrage peut déformer plastiquement le ressort ou le filetage ; d’autres prévoient un serrage de contrôle après mise en service. Les instructions du constructeur et la procédure de maintenance doivent donc être alignées, et l’approche retenue indiquée au dossier technique.

Conducteurs en aluminium, cosses bimétalliques et couche d’oxyde

L’aluminium flue sensiblement plus que le cuivre : sous pression constante il s’écoule avec le temps et l’effort du raccord diminue. C’est pourquoi les conducteurs en aluminium requièrent des rondelles élastiques, des bornes à douille conique ou des accessoires déclarés pour l’aluminium. Second point : l’oxyde. Une surface d’aluminium forme rapidement à l’air une couche d’oxyde isolante ; cette couche est brossée avant raccordement et la surface protégée par une pâte de contact adaptée. Le contact direct cuivre-aluminium entraîne une corrosion galvanique en ambiance humide, d’où l’emploi de cosses bimétalliques ou de surfaces étamées. Sans ces mesures, le raccord commence à s’échauffer dès la première année.

Enregistrement, repérage et surveillance par thermographie

Marquer chaque raccord critique serré avec un vernis de contrôle rend le desserrage visible à la maintenance suivante : un repère décalé constitue un avertissement. Les enregistrements de vérification individuelle doivent mentionner la valeur de couple appliquée, l’outil utilisé et la date. Une mesure thermographique réalisée pendant la première période de charge après mise en service est conservée comme référence ; les mesures ultérieures y sont comparées pour suivre la tendance de température. Un point nettement plus chaud que les autres raccords de la même phase doit être examiné même s’il reste sous la limite absolue de température.

Points clés: couple de serrage

• La résistance de contact dépend de l’effort de contact — desserrage, échauffement et desserrage accru s’alimentent mutuellement.
• La valeur de couple vient du document constructeur — utiliser une clé dynamométrique étalonnée, le ressenti ne suffit pas.
• L’aluminium exige des mesures contre le fluage et l’oxyde — cosses bimétalliques, brossage et pâte de contact adaptée.
• Repérage et thermographie rendent la surveillance possible — la mesure de référence est prise à la mise en service.
• Source normative — catalogue des publications IEC: iec.ch.

Questions fréquentes

Faut-il resserrer les raccordements à chaque maintenance ?

Cela dépend directement de l’instruction du constructeur. Beaucoup de bornes modernes sont conçues pour un serrage unique et un resserrage peut endommager définitivement le ressort ou le filetage. L’approche généralement sûre consiste à ne pas toucher au couple et à surveiller par repérage et thermographie, en ne procédant à un serrage de contrôle que si le constructeur le prescrit.

Peut-on raccorder un câble souple directement sur une borne ?

Oui si la borne est déclarée pour cet usage, sinon un embout ou une cosse est nécessaire. Des brins écrasés et coupés sous la vis entraînent une perte de section et un échauffement. L’embout doit correspondre à la section et être serti avec la matrice correcte.

Quel écart de température compte en thermographie ?

Plutôt qu’un seuil absolu, on emploie une approche comparative : l’écart entre raccordements similaires portant la même charge est l’indicateur le plus fiable de l’état du raccord. Un écart net doit être évalué au regard du profil de charge et consigné même s’il reste sous la valeur limite.

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